Частотный детектор

 

(11}1 00! 497

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Зая влено 22. 10 . 81 (2! ) 3352279/18-09 (Ы)М. Кл. с присоединением заявки М

Н 04 L 27/14

Гесударствееый камктет

СССР вв делам яаабрвтевмй и втхрытий (23) Приоритет (53) УДК 621.37б..52 (088.8) Опубликовано 28.02.83.Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02.83 (72) Автор изобретения

Н. П. Хмырова (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к радио;связи и может быть использовано в устройствах демодуляции частотно-манипулированных сигналов.

Известно устройство для приема сигналов частотной телеграфии реализующее принцип сравнения полупериодов с эталонным временным интервалом, формируемым путем подсчета соответствующего количества импульсов тактовой частоты (1 J.

Недостатком этого устройства яв- ляется сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее формирователь опорного сигнала, выход которого соединен с входом первого фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты, выход которого соединен с входом первого дискретного фильтра, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с входом перво2 го формирователя импульсов, выход ко- торого соединен с первым входом третьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пятого элемента И, с входом второго фор-, мирователя импульсов и с первым выходом второго дискретного фильтра, второй выход которого соединен с вторым ,о входом третьего элемента И и с первым входом шестого элемента И и с входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом первого дискретного фильтра, с первым входом восьмого элемента И и с входом четвертого формирователя импульсов, выход которого соединен с втрыми входами пятого и шестого элементов И, выход второго формирователя импульсов соединен с вторыми входами второго и восьмого элементов И, 3 10014 вход второго дискретного фильтра соединен с выходом второго преобразователя частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фазовращателя, второй вход первого преобразователя частоты соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а также триггер (2 1.

Однако это устройство обладает низкой помехоустойчивостью ° 10

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости .

Для достижения указанной цели в частотный детектор введены первый и второй элементы ИЛИ, третий и чет- i3 вертый преобразователи частоты, третий и четвертый дискретные фильтры, пятый, шестой, седьмой и восьмой формирователи импульсов, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринад- 20 цатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы И, второй и третий фазовращатели, причем выход второго фазовращателя соединен с первым .-:входом третьего преобра- 2$ зователя частоты, выход которого соединен с входом третьего дискретного фильтра, первый выход которого соединен с.лервыми входами девятого и десятого элементов И и с входом пято- 30 го формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и с первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первым

3S входом тринадцатого элемента И, с первым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом шестого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И и с первым входом четырнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента И, с. вторым выходом третьего дискретного фильтра

l5 и с входом седьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и с первым входом шестнад-, цатого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом один30 надцатого элемента И, с вторым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом восьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И и с вторым входом пятнадцатого элемента И, вход четвертого дискретного фильтра подключен к выходу четверто го преобразователя частоты, первый вход которого соединен с выходом третьего фазовращателя, вход которого соединен с входом второго фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого преобразователей частоты, а выходы второго, третьего, пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого и пятнадцатого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым, входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого, четвертого, шестого, восьмого, десятого, двенадцатого, четырнадцатого и шестнадцатого элементов И.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Частотный детектор содержит формирователь 1 опорного сигнала, преобразователи 2-5 частоты, фазовращатели 6-8, дискретные фильтры 9-12, формирователи 13-20 импульсов, элементы И 21-36, элементы ИЛИ 37 и 38, триггер 39. детектор работает следующим об разом.

Опорный сигнал с выхода формирователя 1 опорного сигнала, средняя частота которого равна средней частоте входного сигнала, поступает на входы фазовращателей 6-8 и на первый вход преобразователя 2 частоты. С выхода фазовращателя 6 опорный сигнал, сдвинутый на 90, поступает на первый вход преобразователя 3 частоты, с выхода фазовращателя 7 опорный сигнал, сдвинутый на 45О поступает на первый вход преобразователя 4 частоты, а с вы— хода фазовращателя 8 опорный сигнал, сдвинутый на 135О поступает на первый вход преобразователя 5 частоты.

На вторые входы преобразователей 2-5 частоты поступает входной сигнал.

Сигналы на выходах преобразователей 2-5 частот определяются значением входного сигнала в момент переднего фронта импульса опорного сигнала. Так как частоты входного и опорного сигналов не равны, положение фронта опорного сигнала во времени смещается относительно входного сиг

5 10014 нала со скоростью, определяемой разностью частот.

Сдвиг по фазе на 90 опорных сиго налов на первых входах преобразователей 2 и 3 частоты определяемый фазовращателем 6, вызывает фазовый сдвиг раэностной частоты на их выходах также на 90О Фазы сигналов на выходах преобразователей 4 и 5 частоты отстают на 45О по отношению. 1о к соответствующим выходам преобразователей 2 и 3 частоты, вследствие сдвига опорного сигнала на входах преобразователей 4 и 5 частоты фазовращателями 7 и 8 соответствен15 но на 45ои 135 Полоса пропускания дискретных фильтров 9-12 определяется шириной спектра входного сигнала и с использованием дискретной техники при необходимости выполняет- 2О ся сколь угодно малой.

Фазы сигналов на выходах дискрето ного фильтра 9 равны 0 и 180, диск- ретного фильтра 10-90 и 270, дискретного фильтра 11-45 и 225, а диск-г5 ретного фильтра 12-135 и 315О Каждый из выходов дискретных фильтров 9-12 непосредственно и через соответствующие формирователи 13-20 импульсов подаются на входы элементов И 21-36. зо

Формирователи 13-20 импульсов производят выделение передних фронтов сигнала, причем за период разностной частоты на выходе каждого формирователя импульсов появляется один импульс.

Решение о знаке разностной частоты .определяется на основе анализа направления вращения вектора раэностной частоты, которым, в свою оче- редь, однозначно определяется полярность сигналов на выходах дискретных фильтров 9-12 в моменты появления импульсов на выходах формирователей 13-20.

При положительном знаке разностной частоты сигналы с выходов дискретных фильтров 10 и 12 отстают по фазе от сигналов на одноименных выходах дискретных фильтров 9 и 11 на 90О При этом, если принять, что при голожительном знаке частоты вращение вектора происходит по часовой стрелке, появлснию импульсов на выходах формирователей 13 и 17 импульсов соответствует наличие логичес55 кой единицы на первых выходах, а появлению импульсов на выходах формирователей 14 и 18 импульсов — наличие логической единицы на вторых выходах дискретных Фильтров 10 и 12.

Аналогично появление импульсов на выходах формирователей 15 и 19 импульсов происходит. при присутствии логической единицы на вторых выходах, а появление импульсов на выходах формирователей 16 и 20 импульсов при присутствии логической единицы на первых выходах дискретных фильтров °

На выходах элементов И 21-32 импульсы появляются в моменты времени, соответствующие четырем перечисленным ситуациям, и через элемент ИЛИ 37 проходят на первый вход триггера 39.

При отрицательном знаке разностной частоты сигнала с выходов . дискретных фильтров 10 и 12 опережают по фазе сигналы с одноименных выходов дискретных фильтров 9 и 11 на 90 8 этом случае импульсы на выходах формирователей 13 и 17 импульсов появляются при наличии логической единицы на вторых выходах, а импульоы на выходах формирователей 14 и 18 импульсов — при наличии логической еди" ницы на первых выходах дискретных фильтров l0 и 12. Аналогично в момент появления импульсов на выходах формирователей 15 и 19 импульсов присут-. ствует логическая единица на первых выходах, а в момент появления импуль" сов на выходах формирователей 16 и 20 импульсов — логическая единица нб вторых выходах дискретных фильтров

9 и 11. Эти четыре ситуации вызывают появление импульса на выходе соответствующего элемента И 25-28 и 3336, который через элемент ИЛИ 38 проходит на второй вход триггера 39 и меняет полярность сигнала на его выходе.

Использование предлагаемого детектора приводит к снижению вдвое величины вносимых частотным детектором краевых телеграфных искажений и повышению помехоустойчивости.

Применение устройства в качестве дискриминатора в системах автоматической подстройки частоты повышает точность и быстродействие.

Формула изобретения

Частотный детектор, содержащий формирователь опорного сигнала, выход которого соединен с входом первого фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты, 97 шестого, восьмого, десятого, двенадцатого, четырнадцатого и шестнад цатого элементов И.

7 10014 выход которого соединен с входом пер вого дискретного фильтра, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым .входом пятого элемента И, с входом второго формирователя импульсов и с первым выходом второго дискретного фильтра, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, с первым входом шестого элемента И и с входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, второй вход ко — о торого соединен с вторым выходом первого дискретного фильтра, с первым входом восьмого элемента И и с входом четвертого формирователя импульсов,выход которого соединен с вторыми вхо" 25 дами пятого и шестого элементов И, выход BTopotо формирователя импуль-. сов соЕдинен с вторыми входами второго и восьмого элементов И, вход второго дискретного фильтра соединен M с выходом второго преобразователя частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фазовращателя, второй вход первого преобразователя частоты соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а также триггер, о т л и ч à ю щ,и и с я тем, что, с целью повышения помехо-. устойчивости, введены первый и второй элементы ИЛИ, .третий и четвертый преобразователи частоты, третий и четвертый дискретные фильтры, пятый,шестой, седьмой и восьмой формирователи импульсов, девятый, десятый, один надцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы И, второй и третий фазовращатели, причем выход второго фазовращателя соединен с первым входом третьего преобразователя частоты, выход которого соединен с входом третьего дискретного фильтра, первый выход которого соединен с первыми входами девятого и десятого элементов И и с входом пятого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента

И и с первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первыМ входом тринадцатого элемента И, с первым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом шестого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И, с первым входом четырнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пят-. надцатого элемента .И, с вторым выходом третьего дискретного фильтра и с входом седьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и с первым входом шестнадцатого элемента

И, второй вход которого соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, с вторым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом восьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И и,с вторым входом пятнадцатого элемента И, вход четвертого дискретного фильтра псдключен к выходу четвертого преобразвоателя частоты, первый вход которого соединен с выходом третьего фазовращателя, вход которого соединен с входом второго фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого преобразователей частоты, а выходы второго, третьего, пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого и пятнадцатого элементов

И соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходам первого, четвертого

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Машбиц Л. М. Цифровая обработка сигналов в радиотелеграфной связи. М., Связь", 1974. с. 50.

2. Авторское свидетельство СССР

N 399998, кл . H 03 D 3/02, 1971 (прототип).

1001497

Составитель О. Геллер

Редактор Е. Кинив Техред Ж. Кастелевии Корректор M Шарощи

Заказ 1453/76 Тираж 675 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комИтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4